Главная / Информатика / Пояснительная записка. «Программирование инженерных задач на fortranе»

Пояснительная записка. «Программирование инженерных задач на fortranе»

1.Введение

В последнее время в нашей республике широкое распространение получили вычислительные машины. Они проникают практически во все области человеческой деятельности. ЭВМ используются для автоматизации проектирования, создания справочно-информационных систем, в управлении технологическими процессами, в реализации многих прикладных задач. В настоящее время для облегчения работы проектировщиков разработана огромная гамма программ и компьютерной обработки для строителей, которые позволяют в короткие сроки выполнить сложнейшие геометрические и математические построения и вычисления.

2. Постановка задачи

2.1 Техническое задание на разработку программы.

Определение геометрических характеристик поперечного сечения

Железобетонного сечения:

Исходные данные,(мм):

B, bn, bv, hn, hv, bp, hp, bsp, hsp, t,Eb,

Nbarn, Nbarv, nsn(j),nsv(i),dsn(j),dsv(i),an(j),av(i),Esv(j),

Esn(i)

Определить:

1) Ared — Площадь приведенного сечения, м2

2) Yc — Координату центра тяжести сечения, м

3) Sxred – Статический момент сечения относительно оси ОХ, м3

4) Iхred — Момент инерции сечения, м4

5) Wn — Момент сопротивления нижней части, м3

6) Wv — Момент сопротивления верхней части, м3

2.2 Общие сведения

Данная программа предназначена для определения геометрических харак

Теристик железобетонного сечения.

В программе используются следующие формулы:

, где Ai — площадь элементарных фигур

, где

Ai -расстояние от центра тяжести элементарной фигуры до оси X

Si- статический момент элементарной фигуры относительно оси X

,

, где Ii — момент инерции элементарной фигуры,

Bi -расстояние от центра тяжести элементарной фигуры до оси XC

, где h1-расстояние от центральной оси сечения Xc до верхней грани.

, где h2-расстояние от центральной оси сечения Xc до нижней грани.

3. Описание программы

Программа содержит 4 модуля:

1) Головная программа.

2) П/п ввода и контроля исходных данных с файла и вручную.

3) П/п вычисления геометрических характеристик сечения.

4) П/п вывода полученных результатов в табличном виде на экран и в файл.

3.1 Идентификация переменных

№ п. п.

Наименование переменных

Обозначение

Тип

В пояснительной

Записке

В программе

Исходные параметры

1

Ширина ребра

B

B

Real

2

Ширина нижней полки

Bn

Bn

Real

3

Ширина верхней полки

Bv

Bv

Real

4

Высота нижней полки

Hn

Hn

Real

5

Высота верхней полки

Hv

Hv

Real

6

Ширина ребра пустоты

Bp

Bp

Real

7

Высота ребра пустоты

Hp

Hp

Real

8

Ширина полки пустоты

Bsp

Bsp

Real

9

Высота полки пустоты

Hsp

Hsp

Real

10

Привязка пустоты

T

T

Real

11

Модуль упругости бетона

Eb

Eb

Real

Параметры по сжатой арматуре

12

Количество рядов

Nbarv

Nbarv

Integer

13

Количество стержней

I-того ряда

Nsvi

Nsv(i)

I=1,nbarv

Integer

14

Диаметр стержней

I-того ряда

Dsvi

Dsv(i) i=1,nbarv

Real

15

Привязка стержней

I-того ряда

Avi

Av(i) i=1,nbarv

Real

16

Модуль упругости

I-того ряда

Esvi

Esv(i) i=1,nbarv

Real

Параметры по растянутой арматуре

17

Количество рядов

Nbarn

Nbarn

Integer

18

Количество стержней

J-того ряда

Nsnj

Nsn(i) i=1,nbarn

Integer

19

Диаметр стержней

J-того ряда

Dsnj

Dsn(i) i=1,nbarn

Real

20

Привязка стержней

J-того ряда

Anj

An(i) i=1,Nbarn

Real

21

Модуль упругости

J-того ряда

Esnj

Esn(i) i=1,Nbarn

Real

Внутренние параметры программы

Для сжатой арматуры

22

Площадь стержней

i-того ряда

Asvi

Sv(i) i=1,nbarv

Real

23

Коэфициент перехода к бетону

Alfav

Real

24

Площадь

Аsv

Asv

Real

25

Приведенный статический момент

Sv

Sv

Real

26

Приведенный момент инерции

Iv

Iv

Real

Для растянутой арматуры

27

Площадь стержней

j-того ряда

Asni

Asn(i) i=1,Nbarn

Real

28

Коэфициент перехода к бетону

An

Alfan

Real

29

Площадь

Аn

An

Real

30

Приведенный статический момент

Sn

Sn

Real

31

Приведенный момент инерции

In

In

Real

Для сечения

32

Площадь приведённого сечения

A

Ared

Real

33

Статический момент бетона

Sb

Sbx

Real

34

Статический момент приведённого сечения сечения

S

Sredx

Real

35

Координата центра тяжести сечения

Yc

Yc

Real

36

Момент инерции бетона

Ib

Ibred

Real

37

Приведенный момент инерции арматуры

Is

Isred

Real

38

Момент инерции приведённого сечения

Ix

Ired

Real

39

Момент сопротивления приведенного сечения для нижней грани

Wn

Wn

Real

40

Момент сопротивления приведенного сечения для верхней грани

Wv

Wv

Real

41

Число p

P

Pi

Real

42

Площади элементарных фигур

A1,A2,A3,A4,A5,A6

A1,A2,A3,A4,A5,A6

Real

43

Статические моменты элементарных фигур

Sb1,Sb2,Sb3,

Sb4,Sb5,Sb6

S1x, S2x, S3x, S4x, S5x, S6x

Real

44

Моменты инеции элементарных фигур

Ib1,Ib2,Ib3,

Ib4,Ib5,Ib6

I1x, I2x, I3x,

I4x, I5x, I6x

Real

3.2 Блок — схема программы

Головная программа

начало

описание общих переменных

вызов п/п indat

вызов п/п ayc

вызов п/п printsave

конец

Подпрограмма INDAT

перевод данных в систему си
возврат в точку вызова

нетда

Подпрограмма AYC

начало
описание переменных,i=1,nbarv
,asv

[Площадь сжатой арматуры]

sv

[Приведенный статический момент сжатой арматуры]

[Площадь сжатой арматуры] [Приведенный статический момент сжатой арматуры]

snasnj=1,nbarn
2

2,ared
[Площадь приведённого сечения]
sbx
[Статический момент бетона]
sredx,yc

[Статический момент приведённого сечения сечения]

[Ордината центра тяжести]

ibx

[Момент инерции бетона]

i=1,nbarv
iv

[Приведенный момент инерции сжатой арматуры]

j=1,nbarn
,in,3,3

[Приведенный момент инерции растянутой арматуры]

is

[Приведенный момент инерции арматуры]

ixred
wn
[Момент инерции приведённого сечения] [Момент сопротивления приведенного сечения

wvДля нижней грани] [Момент сопротивления приведенного сечения

возврат в точку вызоваДля верхней грани]

Подпрограмма PRINTSAVE

начало,описание переменных
вывод в файл: ared,yc,ixred,sredx,wn,wv
возврат в точку вызова ,вывод на экран: ared,yc,ixred,sredx,wn,wv

4. Методика испытания программы

Дано:

B

1000

Мм

 

Bn

600

Мм

 

Bv

400

Мм

 

Hn

600

Мм

 

Hv

400

Мм

 

Bp

200

Мм

 

Hp

600

Мм

 

Bsp

200

Мм

 

Hsp

200

Мм

 

T

200

Мм

 

Eb

200

Мм

 

Eb

19000

МПа

 

N

Nsn

Dsn

Asn

Esn

1

6

12

30

200000

2

4

20

90

190000

Nsv

Dsv

Asv

Esv

1

6

10

40

200000

2

4

22

100

190000

Определить:

1) Ared — Площадь приведенного сечения, м2

2) Yc — Координату центра тяжести сечения, м

3) Sxred – Статический момент сечения относительно оси ОХ, м3

4) Iхred — Момент инерции сечения, м4

5) Wn — Момент сопротивления нижней части, м3

6) Wv — Момент сопротивления верхней части, м3

Решение:

Определим площадь поперечного сечения элементарных фигур:

А1=0,4*0,3/2=0,06М2

А2=0,2*0,6/2=0,06М2

А3=0,4*0,4=0,16М2

А4=0,6*0,6=0,36М2

А5=0,2*0,6=0,12М2

А6=0,2*0,2=0,04М2

Определим приведённую площадь поперечного сечения для верхней и нижней арматуры:

An1=200000/19000=10,526

An2=195000/19000=10,263

Av1=200000/19000=10,526

Av2=190000/19000=10 Аsn1=6*0,012*3,1416*10,526/4=0,00471 м2

Asn2=4*0,0222*3,1416*10,263/4=0,0152 м2

Asv1=6*0,0122*3,1416*10,526/4=0,00678 м2

Asv2=6*0,022*3,1416*10/4=0,01256 м2

As=åАsni+åAsvi=0,00471+0,0152+0,00678+0,01256=0,040 м2

Площадь приведённого сечения:

А=åАi+Аs=2*0,06+2*0,06+0,16+0,36-0,12+0,04-0,04=0,640М2

Определим статический момент бетонного сечения:

Sb=åSbi=S1+S2+S3+S4-S5-S6=0,12*(0,6+0,4/3)+0,6*2/3+0,16*0,8+0.36*0.3— -0,12*0,5-0,04*0,5=0,292М3

Определим статический момент верхней и нижней арматуры арматуры:

Ss=0,00471*0,04+0,0152*0,1+0,00678*(1-0,03)+0,01256*(1-0,09)=0,020 м3

Ордината центра тяжести:

м

Определим моменты инерции элементарных фигур:

Ib1=0,3*0,43/36+0,06*(0,4875-0,7333)2=0,004 м4

Ib2=0,2*0,63/12+0,06*(0,4875-0,4)2=0,002 м4

Ib3=0,4*0,43/12+0,16*(0,4875-0,2-0,8)2=0,018 м4

Ib4=0,6*0,63/12+0,36*(0,4875-0,3)2=0,023 м4

Ib5=0,2*0,63/12+0,12*(0,4875-0,5)2=0,004 м4

Ib6=0,2*0,23/12+0,04*(0,4875-0,5)2=0,000 м4

Момент инерции бетонного сечения:

Ib=åIbi=2*0.004+2*0.002+0.018+0.023-0.004=0.049 м4

Определим приведенный момент инерции сжатой арматуры:

Isn1=0,00471*(0,4875-0,04)2=0,001 м4

Isn2=0,0156*(0,4875-0,1)2=0,002 м4

Определим приведенный момент инерции сжатой арматуры:

Isv1=0,00678*(0.4875-0.97)2=0,002 м4

Isv2=0,01446*(0.4875-0.91)2=0,002м4

Приведенный момент инерции арматуры:

Is=å Isni+å Isvi=0,002+0,002+0,001+0,002=0,007 м4

Момент инерции приведённого сечения:

I=Ib+Is=0,049+0,07=0,056м4

Момент сопротивления приведенного сечения для нижней и верхней грани:

м3

м3